Въведение в композитите, подсилени с дълги влакна

Подсиленият с дълги влакна термопластичен композит се отнася до дължина на влакното, по-голяма от 10 mm подсилен термопласт, подсилени влакна към стъклени влакна, въглеродни влакна и други влакна главно, най-използваният субстрат от смола е PP (полипропилен), последван от PA (полиамид), други подобни като PPS (полифенилен сулфид), TPU (полиуретан) и други смоли, според вида на смолата с подходяща повърхностна обработка на влакна, могат да постигнат по-добри резултати.

Добавянето на влакнести материали към смолата може значително да подобри цялостните свойства на материала. Влакнестите композитни материали абсорбират външните сили по три начина: издърпване на влакна, счупване на влакна и счупване на смола. С увеличаването на дължината на влакното, издърпването на влакното се нуждае от повече енергия, което е благоприятно за подобряване на якостта на удар. В композитните материали краят на влакното често е началната точка на растеж на пукнатини и броят на краищата на дългите влакна е малък, което също подобрява якостта на удар. Смесите с дълги влакна се преплитат, завъртат и огъват едно друго при пълнене на матрицата, вместо да се подреждат по посока на потока като смесите с къси влакна. Следователно, в сравнение със същите формовъчни части от смеси от къси влакна, формованите продукти от смесени дълги влакна имат по-висока изотропия, по-добра плоскост и по-малка деформация, така че размерът е по-стабилен. Температурата на термична деформация на термопластите, подсилени с дълги влакна, също е по-висока от тази на термопластите, подсилени с къси влакна. Следователно, композитите с дълги влакна показват по-добра производителност от композитите с къси влакна и могат да подобрят твърдостта, якостта на натиск, якостта на огъване и устойчивостта на пълзене. Термопластичните композити се разделят на подсилени с дълги влакна и подсилени с къси влакна.

Методът е да се нареже предварително импрегнираният материал, получен чрез импрегниране чрез топене, за да се получат 6-10 mm частици. Дължината на частицата е в съответствие с дължината на влакното и влакното е равномерно разпределено в смолата, така че материалът да има висока ударна якост и модул, деформацията е намалена, скоростта на свиване е намалена, стабилността на размерите е увеличена и устойчивостта на умора на продукта е подобрена.

Частиците могат да се нагреят от машина за леене под налягане и да се инжектират във формата, след което да се нагреят и да се постави под налягане във формата. Според вида на термопластичната смола и формата на продукта на композитния материал, температурата, налягането и времето на параметрите на процеса се регулират. Методът на леене под налягане може да изготви продукти със сложни форми, което значително разширява областта на приложение.

Най-простият метод на формоване е да се вземе полученият подсилен с влакна термопластичен препрег, многослойна суперпозиция, методът на суперпозиция е два съседни слоя 0/90 градуса и след това в пресоваща плоча за горещо пресоване, за да се получи лист или друга проста форма . Този метод е най-често използваният метод за подготовка на листове и листове. За да се подобри ефективността на работа, каландрирането с двойна и три ролки също може да се използва за формоване.

В допълнение, предварително импрегнираният лист се нарязва според размера на формата и се нагрява в нагревателната пещ до температура, по-висока от тази на топенето на смолата. След това се изпраща в матрицата за пресоване за бързо горещо пресоване и охлаждане, за да се получи продуктът. Цикълът на формоване при този метод е кратък. Подходящ е за продукти с големи промени в дебелината и плътността, сложни форми като изпъкнали, вдлъбнати или радиани, както и за продукти с вградени метални части. Този метод има ниска консумация на енергия и производствени разходи, но висока производствена ефективност.

Този метод е типичен производствен процес, който може да произвежда композитни материали непрекъснато и икономично. Технологията за пултрузионно формоване е непрекъснат, автоматичен производствен процес за високо съдържание на влакна, висока производителност и евтини композитни материали. При този метод дългото влакно се импрегнира със смола, след това преминава през формовъчната форма с определена форма на напречно сечение и го прави втвърдено във формата, след което продуктът се изтегля от процеса на формоване на матрицата. Процесът на формоване чрез екструдиране има следните предимства: вискозитетът на смолата може да се регулира по всяко време, съдържанието на влакна може да бъде до 80 процента; Автоматичен контрол на производствения процес, висока ефективност на производството; Надлъжната и напречната якост на продукта може да се регулира произволно, за да отговори на изискванията на различните механични свойства на продукта; Качеството на продукта е стабилно, повторяемостта е добра, дължината може да бъде отрязана произволно; При производството няма отпадъци и продуктът не се нуждае от последваща обработка, така че спестява труд, материали и консумация на енергия в сравнение с други процеси.

Термопластичните композити, подсилени с дълги влакна, като структурни материали могат да се използват в промишлени, граждански, военни и други области, прилагат се в космическото, автомобилното, електрическото оборудване, комуникациите, спортното оборудване и други области.

„Опазване на околната среда, спестяване на енергия и леко тегло на автомобилите“ насърчават бързото развитие на подсилени с дълги влакна термопластични композитни препарати, дизайн на компоненти и приложение. Термопластични композити, подсилени с дълги стъклени влакна на базата на полипропилен (PP), са широко използвани в автомобилните терминални части. Данните показват, че 80 процента от търсенето на термопластични композитни материали, подсилени с дълги стъклени влакна, идва от автомобилната индустрия (резервни части), която се използва широко в автомобили от европейската марка. Специалните изисквания за висока производителност и диверсификация на автомобилните части също правят термопластичните композити с дълги влакна да имат повече възможности за избор на влакна и смола. Термопластични композити, подсилени с дълги влакна, се използват в следните части: модул на предния край, арматурно табло, модул на вратата, тяло, долна плоча и други части със сложна форма, включително сложните части, получени чрез процеса на леене под налягане, врати и прозорци, каросерия долна плоча, инструменти и т.н., или като ламинатни материали като предпазната плоча на каретата и тавана на камиони с кутия. Използването на композитни материали от въглеродни влакна в автомобили от висок клас или спортни коли, и състезателни коли също се увеличава, и дори появата на цялото превозно средство от композитни въглеродни влакна.

Развитието на високоскоростните железопътни линии в Китай има повече изисквания за термопластични композити, подсилени с дълги влакна, и производителността на различните части е различна, което също прави термопластичните композити, подсилени с дълги влакна на високоскоростните железопътни линии, да показват богато и цветно развитие.

Високопроизводителни влакна като арамидни, полиетиленови влакна с ултрависоко молекулно тегло, висока якост и висок модул и въглеродни влакна са формовани в термопластични композитни материали, които могат да се използват за бронежилетки, щитове, каски и т.н. Високоефективните термопластични композити с дълги влакна и подсилени със смола могат също да се използват в танкове, бронирани превозни средства и друга броня.

Авиацията има специално търсене на модерни и високоефективни материали и различните продукти в тази област имат разнообразни изисквания за термопластични композити, подсилени с дълги влакна, сред които композитите от въглеродни влакна са най-известни. Влакнестите композити се използват широко в ракети, ракети и високоскоростни самолети заради техните уникални и отлични физични и химични свойства. Например, използването на въглеродни влакна и пластмасови композитни материали, направени в самолети, сателити, ракети и други космически превозни средства, не само голяма тяга, нисък шум; И поради тяхната лека, така че консумацията на енергия е по-малка, те могат да спестят много гориво.

Използването на подсилен с дълги влакна термопластичен композитен материал в областта на висококачествените строителни материали се основава главно на плоча, главно с подсилен със стъклени влакна PP, лек, висока специфична якост, специфичен модул, устойчивост на корозия, добра водоустойчивост, лесен за употреба, ниска цена, може да се реже според нуждите, може да се монтира с винтове, нитове, може също да бъде заваряване с горещо стопяване и други предимства, може да се използва като стенна дъска, стенна облицовка и строителен шаблон. Термопластичните композити, подсилени с непрекъснати дълги влакна, също могат да се използват за производството на висококачествени пластмасови тръби.